JP2016125097A - 蒸着マスク及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】均一な高さ寸法を有する発光層を高精度に再現性良く形成することができる蒸着マスク及びその製造方法を提供する。
【解決手段】マスク本体２に多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられ、蒸着通孔５は、気化源側に位置する小孔部５ａと、被蒸着基板３０側に位置し、小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通形成されているものである。これにより、蒸着通孔５が気化源に向かって外広がり形状となって、広い角度で気化源からの有機材料を受け入れることが可能となり、均一な高さ寸法を有する発光層を精度良く形成することが可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着マスクおよびその製造方法に関する。本発明は、例えば蒸着マスク法により、有機ＥＬ素子の発光層を形成する際に用いられる有機ＥＬ素子用の蒸着マスク、及びその製造方法に適用できる。

特許文献１には、図１７に示すごとく、マスク本体１０２の外周縁に、該マスク本体１０２の補強用の枠体１０３が装着された蒸着マスクが開示されている。そこでの枠体１０３は、被蒸着基板３０と同等の熱線膨張係数を有する素材、あるいは低熱線膨張係数の素材からなる。枠体１０３は、耐熱セラミック系接着剤や耐熱エポキシ樹脂接着剤などの温度変化に対して安定した接着剤からなる接着剤１０８を介してマスク本体１０２上に固定されている。マスク本体１０２は、多数独立の蒸着通孔１０５からなる有機ＥＬ素子の発光層３１０形成用の蒸着パターン１０６を、パターン形成領域１０４内に備える。特許文献１に開示の蒸着マスクによれば、マスク本体１０２の形成素材が有する熱線膨張係数が被蒸着基板３０のそれと異なる場合でも、マスク本体１０２は被蒸着基板３０と同等の熱線膨張係数を有する枠体１０３の膨張に追随して形状変化し、あるいは低熱線膨張係数を有する枠体１０３に抑制されて形状変化せず、従って、常温時における被蒸着基板３０に対するマスク本体１０２の整合精度を蒸着窯内における昇温時においても良好に担保できるので、被蒸着基板３０上に発光層３１０を高精度に再現性良く形成できる利点がある。

特開２００２−３７１３４９号公報

蒸着マスク法は、被蒸着基板上に蒸着マスクを配置し、該蒸着マスクの蒸着通孔に、気化源により気化された有機材料を蒸着させて、被蒸着基板上に発光層を形成する方法であり、被蒸着基板上に形成される発光層は、均一な高さ寸法を有することが求められている。しかしながら、図１７に示す蒸着マスクのように、蒸着通孔１０５がストレート状であると、蒸着マスクの蒸着通孔１０５には直進方向だけでなく、斜め方向からも有機材料が飛来するため、斜め方向から蒸着通孔１０５内に入射する有機材料がマスクの開口上端縁に遮られ、蒸着通孔１０５の縁部分の被蒸着基板３０上には少量の有機材料しか蒸着されず、完成された発光層３１０は、中央部分が膨らみ、縁部分が漸減した断面視で略水滴状の形状となりやすい。このような歪な形状の発光層３１０は、輝度にムラがあり、素子の高精度化を図るうえでの大きな障害となる。

本発明の目的は、均一な高さ寸法を有する発光層を高精度に再現性良く形成することができる蒸着マスク及びその製造方法を提供することにある。

本発明に係る蒸着マスク１は、マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられている。そして、蒸着通孔５は、気化源側に位置する小孔部５ａと、被蒸着基板３０側に位置し、小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通形成されていることを特徴とする。

また、マスク本体２は、第一金属層１３・４４と第二金属層１６・４５とを有し、第一金属層１３・４４の上面及び側面を覆うように第二金属層１６・４５が形成されており、蒸着通孔５間におけるマスク本体２の断面形状が段差状となっていることを特徴とする。

また、大孔部５ｂおよび小孔部５ａの周面に臨む第二金属層１６・４５の各上端周縁部をＲ状とすることを特徴とする。

また、蒸着パターン６がパターン形成領域４内に形成されており、マスク本体２の外周に、低熱線膨張係数の材質からなる枠体３が配置され、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを金属層９を介して一体的に接合してあることを特徴とする。

また本発明は、マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられた蒸着マスクの製造方法であって、母型１０の表面に、レジスト体１２ａを有する一次パターンレジスト１２を形成する工程と、一次パターンレジスト１２を用いて、母型１０上に第一金属層１３を形成する工程と、母型１０の表面に、レジスト体１５ａを有する二次パターンレジスト１５を形成する工程と、二次パターンレジスト１５を用いて、母型１０及び第一金属層１３上に第二金属層１６を形成する工程と、母型１０から第一金属層１３および第二金属層１６を一体に剥離する工程とを含むことを特徴とする。

さらに本発明は、マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられた蒸着マスクの製造方法であって、金属膜４１がパターン形成された母型４０を準備する工程と、母型４０表面に、レジスト体４３ａを有するパターンレジスト４３を形成する工程と、パターンレジスト４３を用いて、金属膜４１上に第一金属層４４を形成する工程と、金属膜４１及び第一金属層４４上に、第二金属層４５を形成する工程と、母型１０から第一金属層４４および第二金属層４５を一体に剥離する工程とを含むことを特徴とする。

本発明に係る蒸着マスクによれば、マスク本体２に設けられた蒸着通孔５は、気化源側に位置する小孔部５ａと、被蒸着基板３０側に位置し、小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通形成されているので、蒸着通孔５が気化源に向かって外広がり形状となって、広い角度で気化源からの有機材料を受け入れることが可能となり、よって、蒸着通孔がストレート状であるため発生していた開口上端縁による影をなくして、均一な高さ寸法を有する発光層を精度良く形成することが可能となる。

また、本発明に係る蒸着マスクの製造方法によれば、前記マスク本体２が第一金属層１３・４４と第二金属層１６・４５と有するものであり、第一金属層１３・４４の表面を覆うように前記第二金属層１６・４５を形成しているので、第一金属層１３・４４と第二金属層１６・４５との密着性が良く、しかも高精度の蒸着マスクを生産性良く製造することができる。

本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの縦断側面図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの分解斜視図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第１実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの縦断側面図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの要部の平面図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの要部の斜視図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの分解斜視図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第３実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第３実施形態に係る蒸着マスクの製造過程の工程説明図 本発明の第３実施形態に係る蒸着マスクの縦断側面図 本発明のその他実施形態に係る蒸着マスクの縦断側面図 従来例の蒸着マスクを示す縦断面図

（第１実施形態）
図１において、蒸着マスク１は、マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられたものである。マスク本体２は、ニッケルやニッケル−コバルト等のニッケル合金、銅、その他の電着金属を素材として、電鋳法により形成される。図２において、マスク本体２は、２００×２００mmの四角形状の母型領域の中に、例えば５０×５０mmの正方形状に４つ独立して形成されており、その内部にパターン形成領域４を備える。このパターン形成領域４に、蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が形成されている。

マスク本体２は、第一金属層１３と第二金属層１６とを有する。詳しくは、第一金属層１３の上面及び側面を覆うように第二金属層１６が形成されている。本実施形態において、上面は気化源側を指し、側面は蒸着通孔５に臨む面を指す。このように、第一金属層１３の表面を覆うように第二金属層１６を形成することで、第一金属層１３と第二金属層１６とが単に積層された形態に比べ、第一金属層１３と第二金属層１６との接触する表面積が大きくなるので、第一金属層１３と第二金属層１６とが強固に密着した積層構造が得られる。マスク本体２の厚みは、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とし、本実施例では２０μｍに設定した。具体的には、第一金属層１３の厚みｔ１は、好ましくは５〜９０μｍの範囲とし、本実施例では１６μｍに設定し、第二金属層１６の厚みｔ２は、好ましくは１０μｍ以下とし、本実施例では４μｍに設定した。なお、第二金属層１６の厚みｔ２が薄いほど、蒸着通孔５の上端周縁による影をなくすことができる。

各蒸着通孔５は、小孔部５ａと、この小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通してなるものであり、例えば、小孔部５ａは、平面視で前後の長さ寸法が１５０μｍ、左右幅寸法が５０μｍの四角形状を有しており、大孔部５ｂは、平面視で前後の長さ寸法が３００μｍ、左右幅寸法が１５０μｍの四角形状を有している。小孔部５ａが被蒸着基板３０側となり、大孔部５ｂが気化源側となる。これら蒸着通孔５は、前後および／または左右方向に並列状に配設されて蒸着パターン６を構成している。図１に示すように、蒸着通孔５間におけるマスク本体２（第一金属層１３及び第二金属層１６）は、断面視で段差状に形成されていることにより、蒸着通孔５が小孔部５ａと大孔部５ｂとで構成される形態となる。この大孔部５ｂによって、広い角度で気化源からの有機材料を受け入れることを可能とし、斜め方向から入射する有機材料にも対応することができるので、均一な高さ寸法の発光層の形成に寄与できる。しかも、図１に示すように、大孔部５ｂおよび小孔部５ａの周面に臨む第二金属層１６のそれぞれの上端周縁部（気化源側周縁部）をＲ状とすることで、大孔部５ｂおよび小孔部５ａの上端周縁による影を限りなくなくすことができ、有機材料の受け入れ角度をより広げることができ、より一層均一な高さ寸法の発光層を得ることができる。なお、図１の縦断面図は、実際の蒸着パターン６の様子を示したものではなく、それを模式的に示したものである。

マスク本体２には、マスク本体２の補強用の枠体３を装着することができる。この枠体３は、ニッケル−鉄合金であるインバー材、あるいはニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のような低熱線膨張係数の材質からなる。枠体３は、マスク本体２よりも肉厚の成形品であり、金属層９によりマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと不離一体的に接合される。ここでは、図２に示すごとく、４枚のマスク本体２を１枚の枠体３で保持している。すなわち、枠体３は、その板面上に４つの開口３ａが整列配置されており、各開口３ａに一枚のマスク本体２が装着される。枠体３は、マスク本体２に対応する開口３ａを備え、平板形状に形成されている。枠体３の厚み寸法は、例えば１００〜５００μｍ程度とし、本実施例においては２００μｍに設定した。

枠体３の形成素材としてインバー材やスーパーインバー材を採用したのは、その線膨張係数が２×１０^-6／℃、あるいは１×１０^-6／℃以下と極めて小さく、蒸着工程における熱影響によるマスク本体２の寸法変化を良好に抑制できることに拠る。すなわち、例えば、上述のようにマスク本体２がニッケルからなるものであると、その線膨張係数は１２.８０×１０^-6／℃であり、被蒸着基板３０（図１７参照）である一般ガラスの線膨張係数３.２０×１０^-6／℃に比べて数倍大きいため、蒸着時の高温による熱膨張率の違いから、常温下で蒸着マスク１を被蒸着基板３０に整合させた際の蒸着位置と、実際の蒸着時における蒸着物質の蒸着位置との間に位置ズレが生じることは避けられない。そこで、マスク本体２を保持する枠体３の形成素材として、インバー材などの線膨張係数の小さな素材を採用してあると、昇温時におけるマスク本体２の膨張に起因する寸法変化、形状変化をよく抑えて、常温時における整合精度を蒸着時の昇温時にも良好に保つことができる。

図１において、符号９は、パターン形成領域の外周縁４ａに係るマスク本体２の上面に積層された金属層を示す。詳しくは、金属層９は、パターン形成領域４の外周縁４ａの上面と、枠体３の上面およびパターン形成領域４に臨む側面と、マスク本体２と枠体３との間隙部分に形成されており、これでパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３の開口周縁とを不離一体的に接合する。この金属層９は、ニッケルやニッケル−コバルト合金等からなり、メッキ法により形成することができる。

図３ないし図５は、本実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す。まず、図３（ａ）に示すごとく、母型１０の表面にフォトレジスト層１１を形成する。母型１０は、例えば、ステンレスや真ちゅう鋼製などの導電性を有するものからなる。また、フォトレジスト層１１は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。

次いで、フォトレジスト層１１の上に、蒸着通孔５の大孔部５ｂ位置に対応する透光孔を有するパターンフィルム（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を除去することにより、図３（ｂ）に示すごとく、蒸着通孔５の大孔部５ｂ位置に対応する、ストレート状のレジスト体１２ａを有する一次パターンレジスト１２を母型１０上に形成した。

次いで、上記母型１０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図３（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体１２ａの高さの範囲内で、母型１０のレジスト体１２ａで覆われていない表面（露出領域）にニッケル−コバルト合金を、好ましくは５〜９０μｍ厚の範囲、本実施形態では１６μｍ厚で電鋳して、第一金属層１３を形成した。この第一金属層１３を形成後、図３（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト１２（レジスト体１２ａ）を除去する。

続いて、図４（ａ）に示すごとく、第一金属層１３の形成領域を含む母型１０の表面全体に、フォトレジスト層１４を形成した。このフォトレジスト層１４は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。

次いで、蒸着通孔５の小孔部５ａ位置に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を除去することにより、図４（ｂ）に示すごとく、蒸着通孔５の小孔部５ａ位置に対応するストレート状のレジスト体１５ａを有する二次パターンレジスト１５を母型１０上に形成した。

次いで、上記母型１０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図４（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体１５ａの高さの範囲内で、母型１０及び第一金属層１３のレジスト体１６ａで覆われていない表面（露出領域）にニッケル−コバルト合金を、好ましくは１０μｍ以下の厚さ、本実施形態では４μｍ厚で電鋳して、第二金属層１６を形成した。この時、第一金属層１３の端部（頂部や根元）と対向する部分に形成される第二金属層１６はＲ状となる。また、蒸着通孔５に臨む第二金属層１６の端部もＲ状となる。なお、係るＲ（アール）の曲率は、第二金属層１６の厚みを調整することで、所望のＲ（アール）が得られる。そして、二次パターンレジスト１５（レジスト体１５ａ）を除去することにより、図４（ｄ）に示すごとく、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６を備えたマスク本体２を得た。

続いて、図５（ａ）に示すごとく、第一金属層１３及び第二金属層１６（マスク本体２） の形成部分を含む母型１０の表面全体に、フォトレジスト層１７を形成した。このフォトレジスト層１７は、ネガタネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。次いで、前記パターン形成領域４に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行った。かくして、パターン形成領域４に係る部分が露光（１７ａ）されており、それ以外の部分が未露光（１７ｂ）のフォトレジスト層１７を得たうえで、図５（ｂ）に示すごとく、母型１０上に、第一金属層１３及び第二金属層１６を囲むようにして枠体３を配した。ここでは、未露光のフォトレジスト層１７ｂの粘着性を利用して、母型１０上に枠体３を仮止め固定した。

次いで、図５（ｃ）に示すごとく、表面に露出している未露光のフォトレジスト層１７ｂを溶解除去して、パターン形成領域４を覆うレジスト体１８ａを有する三次パターンレジスト１８を形成した。なお、このとき、枠体３の下面に存する未露光のフォトレジスト層１７ｂは、母型１０上に残留している。

次いで、図５（ｄ）に示すごとく、パターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する第二金属層１６の上面、枠体３と第二金属層１６との間で露出する母型１０の表面、および枠体３の表面上に電着金属を電鋳して金属層９を形成し、この金属層９により、第一金属層１３を含む第二金属層１６と枠体３とを接合した。この時、パターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する第二金属層１６の上面、および枠体３と第二金属層１６との間で露出する母型１０の表面における金属層９の層厚が３０μｍとなっており、枠体３の表面における金属層９の層厚は１５μｍとなっていた。このように、母型１０の表面等と枠体３との間で層厚が異なるのは、金属層９は、母型１０の表面から順次積層されていき、そして、金属層９が未露光のフォトレジスト層１７ｂの高さ寸法を超えて枠体３に至ると、枠体３が母型１０と導通状態となって、該枠体３の表面に金属層９が形成されることによる。

最後に、母型１０から第一金属層１３、第二金属層１６、および金属層９を剥離してから、三次パターンレジスト１８および枠体３の下面に存する未露光のフォトレジスト層１７ｂを除去することにより、図１に示すようなマスク１を得た。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態に係る蒸着マスクを図６ないし図１２に基づいて説明する。図６において、蒸着マスク１は、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられたマスク本体２を備え、このマスク本体２は、ニッケルやニッケルコバルト等のニッケル合金、銅、その他の電着金属を素材として、電鋳法により形成される。図９において、蒸着マスク１は、５００mm×４００mmの四角形状を呈しており、その内部に複数個のマスク本体２を備える。各マスク本体２は、５０×４０mmの四角形状に形成されており、その内部にパターン形成領域４を備える。パターン形成領域４には、多数独立の蒸着通孔５からなる発光層形成用の蒸着パターン６が形成されている。

マスク本体２は、第一金属層１３と第二金属層１６とを有する。詳しくは、図６に示すように、第一金属層１３の上面及び側面を覆うように第二金属層１６が形成されており、蒸着通孔５間における第一金属層１３及び第二金属層１６（マスク本体２）の断面形状は段差状に形成されている。このように、第一金属層１３の表面を覆うように第二金属層１６を形成することで、第一金属層１３と第二金属層１６とが単に積層された形態に比べ、第一金属層１３と第二金属層１６との接触する表面積が大きくなるので、第一金属層１３と第二金属層１６とが強固に密着した積層構造が得られる。マスク本体２の厚みは、好ましくは１０〜１００μｍの範囲とし、本実施例では２０μｍに設定した。具体的には、第一金属層１３の厚みｔ１は、好ましくは５〜９０μｍの範囲とし、本実施例では１６μｍに設定し、第二金属層１６の厚みｔ２は、好ましくは１０μｍ以下とし、本実施例では４μｍに設定した。なお、第一金属層１３の上面は気化源側を指し、第一金属層１３の側面は蒸着通孔５に臨む面を指す。

各蒸着通孔５は、小孔部５ａと、この小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通してなるものであり、例えば、小孔部５ａは、平面視で前後の長さ寸法が１５０ｍ、左右幅寸法が５０μｍの四角形状を有しており、大孔部５ｂは、平面視で前後の長さ寸法が３００μｍ、左右幅寸法が１５０μｍの四角形状を有している。小孔部５ａが被蒸着基板３０側となり、大孔部５ｂが気化源側となる。これら蒸着通孔５は、前後または左右方向に並列状に配設されて蒸着パターン６を構成している。このように、蒸着通孔５は、第一金属層１３と第二金属層１６とが断面視で段差状に形成されることにより、小孔部５ａと大孔部５ｂとで構成される形態となり、この大孔部５ｂによって、広い角度で気化源からの有機材料を受け入れることを可能とし、斜め方向から入射する有機材料にも対応することができるので、均一な高さ寸法の発光層の形成に寄与できる。しかも、大孔部５ｂおよび小孔部５ａの周面に臨む第二金属層１６の各上端周縁部（気化源側周縁部）をＲ状とすることで、大孔部５ｂおよび小孔部５ａの上端周縁による影を限りなくなくすことができるとともに、有機材料の受け入れ角度をより広げることができ、より一層均一な高さ寸法の発光層を得ることができる。なお、図１の縦断面図は、実際の蒸着パターン６の様子を示したものではなく、それを模式的に示したものである。

マスク本体２には、マスク本体２の補強用の枠体３が装着することができる。この枠体３は、ニッケル−鉄合金であるインバー材、あるいはニッケル−鉄−コバルト合金であるスーパーインバー材等のような低熱線膨張係数の材質からなる。枠体３は、マスク本体２よりも肉厚の成形品であり、金属層９によりマスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと不離一体的に接合される。ここでは、図９に示すごとく、３０枚のマスク本体２を１枚の枠体３で保持している。すなわち、枠体３は、その板面上に３０個の開口３ａが整列配置されており、各開口３ａに一枚のマスク本体２が装着される。枠体３は、マスク本体２に対応する開口３ａを備え、平板形状に形成されている。枠体３の厚み寸法は、例えば１００〜５００μｍ程度とし、本実施例においては２５０μｍに設定した。

枠体３の形成素材としてインバー材やスーパーインバー材を採用したのは、その線膨張係数が２×１０^-6／℃、あるいは１×１０^-6／℃以下と極めて小さく、蒸着工程における熱影響によるマスク本体２の寸法変化を良好に抑制できることに拠る。すなわち、例えば、上述のようにマスク本体２がニッケルからなるものであると、その線膨張係数は１２.８０×１０^-6／℃であり、被蒸着基板３０（図１７参照）である一般ガラスの線膨張係数３.２０×１０^-6／℃に比べて数倍大きいため、蒸着時の高温による熱膨張率の違いから、常温下で蒸着マスク１を被蒸着基板３０に整合させた際の蒸着位置と、実際の蒸着時における蒸着物質の蒸着位置との間に位置ズレが生じることは避けられない。そこで、マスク本体２を保持する枠体３の形成素材として、インバー材などの線膨張係数の小さな素材を採用してあると、昇温時におけるマスク本体２の膨張に起因する寸法変化、形状変化をよく抑えて、常温時における整合精度を蒸着時の昇温時にも良好に保つことができる。

図６において、符号９は、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを接合する金属層を示す。かかる金属層９は、メッキ法により形成されるものであり、ニッケルやニッケル−コバルト合金等の電鋳金属からなる。このように、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを金属層９で接合してあると、マスク本体２と枠体３とを接着剤で接合する形態では不可避であった、洗浄処理等において使用される有機溶剤が接着剤に作用することに起因する接着剤の変質などの不具合は一切生じず、マスク本体２と枠体３との間の良好な接合状態を長期にわたってよく維持できる。

そのうえで、本実施形態においては、図６ないし図８に示すごとく、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａの全周にわたって多数個の通孔２１を設けてあり、マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと枠体３とを、該通孔２１を埋めるように形成された金属層９を介して一体的に接合してある点が着目される。すなわち、本実施形態に係る金属層９は、パターン形成領域４の外周縁４ａの上面と、枠体３の上面およびパターン形成領域４に臨む側面と、マスク本体２と枠体３との間隙部分のみならず、さらに通孔２１を埋めるように成長・形成されている点が着目される。このように、通孔２１を埋めるように成長・形成された金属層９を介してマスク本体２と枠体３とを接合してあると、両者２・３間の接合強度の向上を図ることができるため、枠体３に対するマスク本体２の不用意な脱落や位置ずれを確実に抑えることができる。従って、発光層の再現精度・蒸着精度の向上を図ることができる。

また、図７および図８に示すごとく、マスク本体２の四つの角部を平面視で面取り状に形成している。これによれば、マスク本体２が熱膨張した際に角部に応力が集中することを抑えることができる。なお、図７および図８においては、蒸着通孔５を小孔部５ａと大孔部５ｂとで構成されるものではなく、ストレート状のもので表現している。

図１０ないし図１２は、本実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示す。まず、図１０（ａ）に示すごとく、母型１０の表面にフォトレジスト層１１を形成する。母型１０としては、導電性を有し、低温膨張係数の素材が望ましく、例えば、４２アロイやインバー、ＳＵＳ４３０（ステンレス）等が挙げられる。フォトレジスト層１１は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。

次いで、フォトレジスト層１１の上に、蒸着通孔５の大孔部５ｂおよび接着強度アップ用の通孔２１の位置に対応する透光孔を有するパターンフィルム（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を溶解除去することにより、図１０（ｂ）に示すごとく、前記蒸着通孔５の大孔部５ｂおよび通孔２１の位置に対応する、ストレート状のレジスト体１２ａを有する一次パターンレジスト１２を母型１０上に形成した。

次いで、上記母型１０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１０（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体１４ａの高さの範囲内で、母型１０のレジスト体１４ａで覆われていない表面（露出領域）にニッケル−コバルト合金を、好ましくは５〜９０μｍ厚の範囲、本実施例では１６μｍ厚で電鋳して、第一金属層１３を形成した。第一金属層１３を形成後は、図１０（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト１２（レジスト体１２ａ）を除去する。ここで、第一金属層１３は、光沢ニッケル層と無光沢ニッケル層との２層構造としても良い。この場合、母型１０に光沢ニッケルからなる電着層を５μｍ電鋳したのち、その上に無光沢ニッケルからなる電着層を１１μｍ電鋳する。このように、第一金属層１３を２層構造とすれば、光沢ニッケルが母型１０に対してくっつき難く、最後の蒸着マスク１の母型１０からの剥離工程を作業効率良く進めることができる。なお、図１０（ｄ）において、符号１３ａは、マスク本体２・２どうしの間に形成された第一金属層を示す。

続いて、図１１（ａ）に示すごとく、第一金属層１３の形成領域を含む母型１０の表面全体に、フォトレジスト層１４を形成した。このフォトレジスト層１４は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。

次いで、蒸着通孔５の小孔部５ａ位置に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を除去することにより、図１１（ｂ）に示すごとく、蒸着通孔５の小孔部５ａ位置に対応するストレート状のレジスト体１５ａを有する二次パターンレジスト１５を母型１０上に形成した。

次いで、上記母型１０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１１（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体１５ａの高さの範囲内で、母型１０及び第一金属層１３のレジスト体１６ａで覆われていない表面（露出領域）にニッケル−コバルト合金を、好ましくは１０μｍ以下の厚さ、本実施形態では４μｍ厚で電鋳して、第二金属層１６を形成した。この時、第一金属層１３の端部（頂部や根元）と対向する部分に形成される第二金属層１６はＲ状となる。また、蒸着通孔５に臨む第二金属層１６の端部もＲ状となる。なお、係るＲ（アール）の曲率は、第二金属層１６の厚みを調整することで、所望のＲ（アール）が得られる。そして、二次パターンレジスト１５（レジスト体１５ａ）を除去することにより、図１１（ｄ）に示すごとく、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６と、および該蒸着パターン６の外周縁全体に接合強度アップ用の通孔２１とを備えたマスク本体２を得た。マスク本体２の各角部は、図７および図８に示すごとく、平面視で面取り状に形成している。なお、図１１（ｄ）において、符号１６ａは、マスク本体２・２どうしの間に形成された第二金属層を示しており、第一金属層１３ａ上に形成される。

続いて、図１２（ａ）に示すごとく、第一金属層１３及び第二金属層１６（マスク本体２）の形成部分を含む母型１０の表面全体に、フォトレジスト層１７を形成した。このフォトレジスト層１７は、先と同様にネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。次いで、パターン形成領域４に対応する透光孔を有するパターンフィルムを密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行った。かくして、パターン形成領域４に係る部分が露光（１７ａ）されており、それ以外の部分が未露光（１７ｂ）のフォトレジスト層１７を得たうえで、図１２（ｂ）に示すごとく、母型１０上に、第一金属層１３及び第二金属層１６を囲むようにして枠体３を配した。ここでは、未露光のフォトレジスト層１７ｂの粘着性を利用して、母型１０上に枠体３を仮止め固定した。

次いで、図１２（ｃ）に示すごとく、表面に露出している未露光のフォトレジスト層１７ｂを溶解除去して、パターン形成領域を覆うレジスト体１８ａを有する三次パターンレジスト１８を形成した。なお、このとき、枠体３の下面に存する未露光のフォトレジスト層１７ｂは、母型１０上に残留している。

次いで、図１２（ｄ）に示すごとく、パターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する第二金属層１６の上面、枠体３と第二金属層１６との間で露出する母型１０の表面、枠体３の表面上、および通孔２１内に電着金属を電鋳して金属層９を形成し、かかる金属層９により第一電着層１３及び第二金属層１６（マスク本体２）と枠体３とを一体的に接合した。なお、金属層９を形成する前に、通孔２１の周辺の第一電着層１３、詳しくは、通孔２１の内壁面及び該通孔２１周辺の第一電着層１３上面に対して、酸浸漬、電解処理、ストライクメッキ等の処理を施すことにより、該処理を施した部分と金属層９との接合強度の向上を図ることができる。

最後に、母型１０から第一金属層１３、第二金属層１６、および金属層９を剥離したうえで、これら金属層から枠体３の下面に存する第一金属層１３ａを剥離し、三次パターンレジスト１８および未露光のフォトレジスト層１７ｂを除去することにより、図６に示すような蒸着マスク１を得た。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態に係る蒸着マスクを図１３ないし図１５に基づいて説明する。上記各実施形態におけるマスク本体２（蒸着マスク１）は、母型として導電性基板を用い、その表面にパターンレジストを形成後、電鋳して製造しているが、母型として絶縁性基板を用いて製造することもできる。図１３および図１４は、本実施形態に係る蒸着マスクの製造方法を示すものであり、以下に該製造方法の各工程について説明する。

まず、図１３（ａ）に示すごとく、金属膜４１が形成された母型４０を用意する。母型４０は、例えば、ガラス板や樹脂板など絶縁性基板を用いる。また、金属膜４１は、クロムやチタンなどの導電性を有する金属からなる。この金属膜４１は、母型４０の表面全体に金属膜をスパッタリングにより堆積させ、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストパターンを形成後、レジストパターンから露出している金属膜をエッチング除去し、レジストパターンを除去することにより、母型４０の表面に金属膜４１がパターン形成される。こうしてパターン形成された金属膜４１上に、後述する第一金属層４４及び第二金属層４５が形成され、金属膜４１間が蒸着通孔５の小孔部５ａの位置に対応する。本実施形態では、母型４０としてガラス板、金属膜４１としてクロムを用いており、金属膜４１の厚みは１μｍ以下である。

次いで、図１３（ｂ）に示すごとく、母型４０の表面にフォトレジスト層４２を形成する。フォトレジスト層１１は、ネガタイプの感光性ドライフィルムレジストを、所定の高さに合わせて一枚ないし数枚ラミネートして熱圧着により形成する。

次いで、フォトレジスト層４２の上に、第一金属層４４の形成位置に対応する透光孔を有するパターンフィルム（ガラスマスク）を密着させたのち、紫外線光を照射して露光を行い、現像、乾燥の各処理を行って、未露光部分を除去することにより、図１３（ｃ）に示すごとく、第一金属層４４の形成位置に対応する、ストレート状のレジスト体４３ａを有するパターンレジスト４３を母型４０上に形成した。

次いで、上記母型４０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１４（ａ）に示すごとく、先のレジスト体４３ａの高さの範囲内で、母型４０のレジスト体４３ａで覆われていない表面（露出領域）にニッケル−コバルト合金を、好ましくは５〜９０μｍ厚の範囲、本実施形態では１６μｍ厚で電鋳して、第一金属層４４を形成した。なお、第一金属層４４を形成する前に、レジスト体４３ａから露出する金属膜４１表面に、酸化膜、有機膜、高分子膜などを形成しても良い。

次いで、図１４（ｂ）に示すごとく、パターンレジスト４３（レジスト体４３ａ）を除去する。

次いで、上記母型４０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１４（ｃ）に示すごとく、金属膜４１及び第一金属層４４の表面にニッケル−コバルト合金を、好ましくは１０μｍ以下厚、本実施形態では４μｍ厚で電鋳して、第二金属層４５を形成した。この時、金属膜４１及び第一金属層４４の端部（頂部や根元）と対向する部分に形成される第二金属層４５はＲ状となる。これにより、大孔部５ｂおよび小孔部５ａの上端周縁による影を限りなくなくすことができる。なお、係るＲ（アール）の曲率は、第二金属層４５の厚みを調整することで、所望のＲ（アール）が得られる。また、第二金属層４５を形成する前に、金属膜４１及び第一金属層４４の表面に、酸化膜、有機膜、高分子膜などを形成しても良い。

最後に、母型４０から第一金属層４４及び第二金属層４５を剥離することにより、図１５に示すような、小孔部５ａと大孔部５ｂとを有する蒸着通孔５を備えたマスク本体２（蒸着マスク１）を得た。

本実施形態におけるマスク本体２は、第一金属層４４の裏面側（被蒸着基板３０側）に微小凹み５０を有する。この微小凹み５０の形状は、金属膜４１の形状に対応して形成される。係る微小凹み５０が存在することにより、微小凹み５０の外周部（小孔部５ａの被蒸着基板３０側の周縁部）が出っ張り形状となるので、本蒸着マスク１を被蒸着基板３０上に載置して蒸着する時に、マスク本体２の蒸着通孔５周辺と被蒸着基板３０との線接触により、蒸着マスク１を被蒸着基板３０上に密着良く載置することができ、気化源から気化された有機材料のにじみや蒸着マスク１裏面への蒸着を防ぐことができる。

上記各実施形態において、金属層９は、第一金属層１３及び第二金属層１６、すなわちマスク本体２を枠体３側に引き寄せる、引っ張り応力Ｆ１が作用するようなテンションを加えた状態で形成することができる。かかる引っ張り応力の付与は、電鋳槽中に添加する第２種光沢剤中のカーボンの含有比率を調製することによって実現できる。これにより、第一金属層１３及び第二金属層１６は、金属層９を介して枠体３に対してピンと張った引っ張り応力が作用した状態で張設されるため、蒸着作業時の周囲温度上昇に対しても、枠体３との熱膨張係数の差に伴うマスク本体２の膨張を吸収し、蒸着マスク１が熱による寸法精度のばらつきが生じ難く、発光層の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。さらに、マスク本体２を保持する枠体３として熱膨張しにくい材料を採用することで、熱の影響を可及的に抑えることができる。

また、上記各実施形態において、マスク本体２、すなわち、第一金属層１３及び第二金属層１６は、それが内方に収縮する方向の応力Ｆ２が作用するようなテンションを加えた状態で形成することもできる。かかる引っ張り応力Ｆ２は、第一金属層１３及び第二金属層１６を作成する際の電鋳層の温度（４０〜５０℃）と常温（２０℃）との温度差に起因して、常温時に第一金属層１３及び第二金属層１６が収縮するようにすることによって実現できる。より詳しく説明すると、母型１０として４２アロイやインバー、ＳＵＳ４３０（ステンレス）等の低温膨張係数の素材を用いたうえで、４０〜５０℃の電鋳層内で第一金属層１３及び第二金属層１６を形成すると、ニッケルやニッケル合金等の第一金属層１３及び第二金属層１６は、母型１０よりも膨張率が大きいため、母型に対して膨張しようとする応力が作用する（尤も、このときの金属層９の膨張は、母型１０により規制される）。しかるに、電鋳層温度（４０〜５０℃）よりも低い常温（２０℃）においては、第一金属層１３及び第二金属層１６は、内方に収縮しようとし、従って母型１０から剥離することによって、第一金属層１３及び第二金属層１６、すなわち、マスク本体２は枠体３に対して引っ張り応力Ｆ２が作用することとなる。これにより、マスク本体２を、皺の無いピンと張った状態とできるため、蒸着作業時の周囲温度上昇に対しても、枠体３との熱膨張係数の差に伴うマスク本体２自体の膨張を吸収し、蒸着マスク１が熱による寸法精度のばらつきが生じ難く、発光層の再現精度・蒸着精度の向上に寄与できる。しかも、通孔２１を形成すること、マスク本体２の角部を面取り状とすること、マスク本体２を保持する枠体３自体を熱膨張しにくい材質とすることで、熱による寸法精度のばらつきをさらに抑え、発光層の再現精度・蒸着精度の向上により一層寄与できる。

また、上記各実施形態において、母型の剥離時などに、第一金属層１３・４４と第二金属層１６・４５の界面から剥離する場合がある。これを防止するために、第一金属層１３・４４上に第二金属層１６・４５を形成する前に、第一金属層１３・４４表面に対して、表面活性化処理（酸浸漬、陰極電解、化学エッチング、ストライクメッキなど）行うと良い。その他に、図１６に示すように、第一金属層１３・４４の上端周縁に張出部６０を形成し、この第一金属層１３・４４上に第二金属層１６・４５を形成することで、第一金属層１３・４４と第二金属層１６・４５との剥離を防ぐことができる。係る張出部６０は、第一金属層１３・４４を形成する際に、レジスト体１２ａ・４３ａの厚みを超えて電鋳、いわゆるオーバーハングをさせることで、第一金属層１３・４４の上端周縁に断面庇形状の張出部６０が一体に形成された形状を得ることができる。

蒸着マスク１が有するマスク本体２の枚数は、上記各実施形態に示したものに限られない。また、一次パターンレジスト１２を除去する前もしくは後に、第一金属層１３を研磨して平滑化してから、第２金属層１６を形成するようにしてもよい。また、二次パターンレジスト１５を除去する前もしくは後に、第２金属層１６を研磨して平滑化してから、パターン形成領域４に三次パターンレジスト１８を形成するようにしてもよい。枠体３の材質としては、実施形態に示すインバー材等のような金属材料のほか、できる限り被蒸着基板であるガラス等に近い低熱線膨張係数の材料、例えばガラスやセラミックのようなものを選択することができる。この場合にはこれら材料の少なくとも表面に導電性を付与させることが必要となる。さらに、形成された蒸着マスク１を引っ張り状態で、その外周縁に別途ステンレス、アルミ等の固定枠を周知の方法で固定しても良い。ただ、実施形態のごとく枠体３に各マスク本体２が金属層９を介してテンションを加えた状態で保持されているような場合、固定枠を必要としない所謂フレームレス化が可能となる。

１ 蒸着マスク
２ マスク本体
３ 枠体
４ パターン形成領域
４ａ パターン形成領域の外周縁
５ 蒸着通孔
６ 蒸着パターン
９ 金属層
１０ 母型
１２ 一次パターンレジスト
１３ 第一金属層
１５ 二次パターンレジスト
１６ 第二金属層
１７ パターンフィルム
１８ 三次パターンレジスト
２１ 通孔
４０ 母型
４３ パターンレジスト
４４ 第一金属層
４５ 第二金属層
５０ 微小凹み
６０ 張出部

本発明に係る蒸着マスク１は、マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられている。そして、蒸着通孔５は、被蒸着基板３０側に位置する小孔部５ａと、気化源側に位置し、小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通形成されていることを特徴とする。

本発明に係る蒸着マスクによれば、マスク本体２に設けられた蒸着通孔５は、被蒸着基板３０側に位置する小孔部５ａと、気化源側に位置し、小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通形成されているので、蒸着通孔５が気化源に向かって外広がり形状となって、広い角度で気化源からの有機材料を受け入れることが可能となり、よって、蒸着通孔がストレート状であるため発生していた開口上端縁による影をなくして、均一な高さ寸法を有する発光層を精度良く形成することが可能となる。

次いで、上記母型１０を所定の条件に建浴した電鋳槽に入れ、図１０（ｃ）に示すごとく、先のレジスト体１２ａの高さの範囲内で、母型１０のレジスト体１２ａで覆われていない表面（露出領域）にニッケル−コバルト合金を、好ましくは５〜９０μｍ厚の範囲、本実施例では１６μｍ厚で電鋳して、第一金属層１３を形成した。第一金属層１３を形成後は、図１０（ｄ）に示すごとく、一次パターンレジスト１２（レジスト体１２ａ）を除去する。ここで、第一金属層１３は、光沢ニッケル層と無光沢ニッケル層との２層構造としても良い。この場合、母型１０に光沢ニッケルからなる電着層を５μｍ電鋳したのち、その上に無光沢ニッケルからなる電着層を１１μｍ電鋳する。このように、第一金属層１３を２層構造とすれば、光沢ニッケルが母型１０に対してくっつき難く、最後の蒸着マスク１の母型１０からの剥離工程を作業効率良く進めることができる。なお、図１０（ｄ）において、符号１３ａは、マスク本体２・２どうしの間に形成された第一金属層を示す。

次いで、図１２（ｄ）に示すごとく、パターン形成領域４の外周縁４ａに係る表面に露出する第二金属層１６の上面、枠体３と第二金属層１６との間で露出する母型１０の表面、枠体３の表面上、および通孔２１内に電着金属を電鋳して金属層９を形成し、かかる金属層９により第一金属層１３及び第二金属層１６（マスク本体２）と枠体３とを一体的に接合した。なお、金属層９を形成する前に、通孔２１の周辺の第一金属層１３、詳しくは、通孔２１の内壁面及び該通孔２１周辺の第一金属層１３上面に対して、酸浸漬、電解処理、ストライクメッキ等の処理を施すことにより、該処理を施した部分と金属層９との接合強度の向上を図ることができる。

最後に、母型１０から第一金属層１３、第二金属層１６、および金属層９を剥離したうえで、これら金属層から枠体３の下面に存する第一金属層１３ａ及び第二金属層１６ａを剥離し、三次パターンレジスト１８および未露光のフォトレジスト層１７ｂを除去することにより、図６に示すような蒸着マスク１を得た。

Claims (6)

1. マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられた蒸着マスクであって、
   前記蒸着通孔５は、気化源側に位置する小孔部５ａと、被蒸着基板３０側に位置し、前記小孔部５ａの開口形状よりも大きく形成された大孔部５ｂとが連通形成されていることを特徴とする蒸着マスク。
2. 前記マスク本体２は、第一金属層１３・４４と第二金属層１６・４５とを有し、前記第一金属層１３・４４の上面及び側面を覆うように前記第二金属層１６・４５が形成されており、前記蒸着通孔５間におけるマスク本体２の断面形状は、段差状となっていることを特徴とする請求項１に記載の蒸着マスク。
3. 前記大孔部５ｂおよび前記小孔部５ａの周面に臨む前記第二金属層１６・４５の各上端周縁部をＲ状とすることを特徴とする請求項２に記載の蒸着マスク。
4. 前記蒸着パターン６がパターン形成領域４内に形成されており、前記マスク本体２の外周に、低熱線膨張係数の材質からなる枠体３が配置され、前記マスク本体２のパターン形成領域４の外周縁４ａと前記枠体３とを金属層９を介して一体的に接合してあることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の蒸着マスク。
5. マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられた蒸着マスクの製造方法であって、
   母型１０の表面に、レジスト体１２ａを有する一次パターンレジスト１２を形成する工程と、
   前記一次パターンレジスト１２を用いて、前記母型１０上に第一金属層１３を形成する工程と、
   前記母型１０の表面に、レジスト体１５ａを有する二次パターンレジスト１５を形成する工程と、
   前記二次パターンレジスト１５を用いて、前記母型１０及び前記第一金属層１３上に第二金属層１６を形成する工程と、
   前記母型１０から前記第一金属層１３および前記第二金属層１６を一体に剥離する工程とを含むことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。
6. マスク本体２に、多数独立の蒸着通孔５からなる蒸着パターン６が設けられた蒸着マスクの製造方法であって、
   金属膜４１がパターン形成された母型４０を準備する工程と、
   前記母型４０表面に、レジスト体４３ａを有するパターンレジスト４３を形成する工程と、
   前記パターンレジスト４３を用いて、前記金属膜４１上に第一金属層４４を形成する工程と、
   前記金属膜４１及び前記第一金属層４４上に、第二金属層４５を形成する工程と、
   前記母型１０から前記第一金属層４４および前記第二金属層４５を一体に剥離する工程とを含むことを特徴とする蒸着マスクの製造方法。

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